JP2020048140A

JP2020048140A - 撮影装置

Info

Publication number: JP2020048140A
Application number: JP2018176711A
Authority: JP
Inventors: 秀樹川村; Hideki Kawamura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2020-03-26

Abstract

【課題】ＰＬフィルターを用いた撮影において、高輝度光源の反射光を効果的に除去し、また画像の質感を残した画像が得られる偏光角を決定する方法を提供すること。
【解決手段】複数の偏光角を有する画像を取得する画像取得手段と、複数偏光角画像から輝度が変化する第一の領域を抽出する領域抽出手段と、第一の領域を第二の領域に分割する領域分割手段と、第二の領域毎に輝度が最低となる偏光角を求める偏光角算出手段と、第二の領域毎に、偏光角によって変化する輝度の中で最大輝度と最小輝度の差分を求める輝度差算出手段と、偏光角算出手段と輝度差算出手段を用いて最適な偏光角を求める偏光角決定手段を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、偏光フィルターを用いるカメラとその制御方法に関する。

太陽のような高輝度な光源からの光が水面やガラス面・金属面に反射し、その反射光がカメラに入射すると被写体像のコントラストを低下し、良好な画像を得ることが出来ない。図１はビル１０１のガラス面１０２に太陽１００の光が当たった場合にコントラストが低下する例を示したものである。図１（Ａ）曇りの日は、ビル１０１のガラス面１０２の内部が見えるが、図１（Ｂ）太陽光の下で反射光がカメラに入射するとコントラストが低下しビル１０１のガラス面１０２の内部が見え難くなる。

この反射光を取り除く方法として、ＰＬフィルター（偏光フィルター）を用いる方法がある。面からの反射光の偏光角は揃っていることが知られている。ＰＬフィルターは、２枚の偏光フィルターのうち１枚を回すことで、ある特定の偏光角のみ透過するので、反射光の偏光角と異なる偏光角のみ透過する偏光角度にすれば、面からの反射光を除去できる。従来偏光フィルターはカメラレンズの前面に装着され、撮影者がファインダーを見ながらフィルターを回して効果的な偏光角を探していた。しかし撮影者が偏光角を決めるには時間を要するので、撮りたい瞬間を逃してしまう場合があった。

撮影の瞬間を逃さない為、また常に適切な偏光角にて撮影を行いたい為に、これらの作業を自動的に制御する技術が検討されてきた（特許文献１参照）。

特開２０１１−４０８３９号公報

反射面が複数存在するシーンでは、各々の反射面によって反射光の強度、偏光角が異なる。画像のコントラストを低下させるような影響を及ぼす反射光は、太陽の様な高輝度光源からの反射光により反射光が高い輝度であることが多く、特許文献１に記されている方法では、暗画素の多い画像を選択する方法のため、必ならずしも高輝度の反射面の反射光が除去できるとは限らず、比較的低輝度で面積の大きな反射面の反射光が除去されてしまう場合があるという課題が存在する。

また、金属光沢やキャッチライトのように被写体の反射光は、画像の質感を高める効果がある。特許文献１に記されている異なる偏光角画像を合成する方法では、全ての偏光角の反射光を除去してしまい、画像の質感を損なう問題がある。

そこで本発明の目的は、強度と偏光角の異なる複数の反射面の存在する画像から、最も高輝度な反射面の反射光、あるいは、画像の質感を損なう反射光を効果的に低減できる偏光角を決定し、被写体の反射光を効果的に低減した撮像画像を得ることを可能にした撮影装置と撮影方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る撮影装置は、
複数の偏光角を有する画像を取得する画像取得手段と、
前記複数偏光角画像から輝度が変化する第一の領域を抽出する領域抽出手段と、
前記の第一の領域を第二の領域に分割する領域分割手段と、
前記第二の領域毎に輝度が最低となる偏光角を求める偏光角算出手段と、
前記第二の領域毎に、偏光角によって変化する輝度の中で最大輝度と最小輝度の差分を求める輝度差算出手段と、
偏光角算出手段と輝度差算出手段を用いて最適な偏光角を求める偏光角決定手段を有することを特徴とする。

本発明に係る撮影装置によれば、画像の領域毎に偏光角を決定し、領域の輝度差と面積を使って適切な偏光角を決定することで、強度と偏光角の異なる複数の反射面の存在する画像から、最も高輝度な反射光、あるいは、画像の質感を損なう反射光を効果的に低減できる偏光角を決定し、被写体の反射光を効果的に低減した撮像画像を得ることができる。

太陽光の反射による反射光によってコントラストが低下する場合を示す図システムブロック図撮影動作反射光の強度を判定する方法偏光角演算アルゴリズムのフローチャート偏光角演算の適応例偏光角による青空の例分割領域を再分割する説明図空間光変調器の画素配置

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図２は、本発明の実施例にかかわるデジタル一眼レフカメラの構成を示すブロック図である。

２００はカメラ装置、２０１はＰＬフィルター、２０２は撮像センサー、２０３はレンズ、２０４はＰＬフィルター２０１の偏光角を制御するＰＬフィルター駆動部。２０５はメインミラー、２０６はピント板、２０７はペンタプリズム、２０８はファインダー、２０９は測光センサー、２１０はサブミラー、２１１は焦点検出センサー、２１２はレンズ装置である。カメラ装置２００とレンズ装置２１２は、レンズ装置がマウント部を介して着脱可能に構成されている。なおカメラ装置２００とレンズ装置２１２が一体の装置であっても良い。

３０１はＰＬフィルター角度検出器、３０２はスイッチ検出回路、３０３はカメラ制御部、３０４はシャッター釦、３０５は画像処理部、３０６は記憶媒体、３０８は合焦センサー駆動回路、３０９はレンズ駆動回路、３１０は測光センサー駆動回路、３１１は絞り駆動回路、３１２は絞り、３１３はミラー駆動回路、３１４はシャッター駆動回路、３１５はシャッター、３１６は撮像センサー駆動回路、３１７は不揮発メモリ、３１８は一時記憶メモリ、３１９はレンズ制御部、３２０はマウント部の電気接点、３２１は電源釦である。

メインミラー２０５が図２に示すファインダー観察状態にある場合、撮影レンズ２０３を通過した被写体光の一部の光束を反射する。メインミラー２０５で反射された光束は、ピント板２０６で結像しペンタプリズム２０７で像の向きを変えてファインダー２０８に導かれ、撮影者の眼に至る。これにより撮影者は被写体像を確認することが出来る。ピント板２０６で結像した被写体像はファインダー２０８近傍にある測光センサー２０９に導かれる。測光センサー２０９に結像した被写体像は、電気的なイメージ信号に光電変換されて、輝度情報としてカメラ制御部３０３へ出力する。測光センサー２０９は数万画素をもつエリア型センサーで画面領域を分割して測光が可能である。なお被写体輝度を測定する方法は前述の測光センサー２０９を用いる方法以外に撮像素子２０２を用いてもよい。

メインミラー２０５はハーフミラーで構成されており、反射されずにメインミラー２０５を通過した光束は、サブミラー２１０で反射され焦点検出センサー２１１に導かれる。焦点検出センサー２１１に結像した被写体像は、電気的なイメージ信号に光電変換されて、焦点検出センサー駆動回路３０８に伝達される。カメラ制御部３０３は焦点検出センサー駆動回路３０８からの被写体像のイメージ信号に基づいて、位相差検出方式による焦点検出演算を行い、算出したデフォーカス量およびデフォーカス方向に基づいて、レンズ制御部３１９とレンズ駆動回路３０９を介して撮像レンズ２０３内のフォーカスレンズの位置を変化させ、合焦位置まで駆動する。またカメラ制御部３０３はレンズ制御部３１９と絞り駆動回路３１１を介して絞り３１２を駆動する。レンズ制御部３１９はレンズ装置２１２全体を制御するマイクロコンピュータである。レンズ制御部３１９は、接点３２０を介してカメラ制御部３０３と接続されていて、カメラ制御部３０３からの指示を受けて例えば絞り駆動回路３１１など各駆動部に指示を出す。

撮像時はカメラ制御部３０３は、ミラー駆動回路３１３を介してメインミラー２０５とサブミラー２１０は退避して、被写体像が撮像素子２０２上に結像する光路に変更する。
カメラ制御部３０３は、カメラ全体の動作を制御する。カメラ制御部３０３は、マイクロコンピュータによって構成され、不揮発メモリ３１７や一時記憶メモリ３１８が接続されている。不揮発メモリ３１７には各種設定値とプログラムが格納され、一時記憶メモリ３１８には演算中の画像や演算結果が格納される。

撮像素子２０２の前面には、シャッター３１５が配置されている。シャッター３１５はフォーカルプレンシャッターである。３１４はフォーカルプレンシャッターを制御するシャッター駆動回路である。シャッター３１５はカメラ制御部３０３によりシャッター駆動回路３１４を介して駆動を制御される。

撮像素子２０２は、数百万以上の撮像用画素を有するＣＭＯＳイメージセンサ等が使用される。撮像レンズ２０３を通過した被写体の光は撮像素子２０２上に被写体像が結像する。撮像素子２０２はこの光を受光して光電変換する。光から変換された電荷は輝度を示し、画素毎に蓄えられたのちに、画素内のトランジスタによって電圧として読み出される。読みだされた電圧は、デジタル信号に変換され、画像処理部３０５に転送される。

画像処理部３０５は、画像処理に特化したプロセッサである。撮像素子２０２から転送された撮像画像を現像・各種画像処理・符号化されたのちに記録媒体３０６に出力する。また画像の演算結果をカメラ制御部３０３へ出力する。

撮像センサー駆動回路３１６は、撮像センサー２０２に必要な電源とクロックを供給するタイミングジェネレータを有し、カメラ制御部３０３からの指示を受けて撮像素子２０２を駆動する。

電源釦３２１は、撮影者がカメラの電源をオン・オフするボタンである。３０４はシャッター釦であり、ＳＷ１とＳＷ２は２段スイッチで形成されている。ＳＷ１オンで撮影準備開始、ＳＷ２オンで撮影開始を指示する。カメラ制御部３０３は撮影準備として、焦点検出センサー２１１で合焦情報を取得しレンズ２０３を駆動させ、測光センサー２０９または撮像素子２０２を用いて被写体輝度を測定し、撮影に備える。また本実施の形態にかかわるＰＬフィルターによる偏光角の決定を行う。

ＰＬフィルター偏光角駆動部２０４はカメラ制御部３０３からの指示で指定の偏光角になるようにＰＬフィルターを回転させる。このときＰＬフィルター角度検出器３０１を用いてＰＬフィルターの角度を測定し、ＰＬフィルター偏光角駆動部２０４にフィードバックして所望の角度に到達する様にして角度の精度を高めてもよい。

ＰＬフィルター２０１は撮影者が手動でも操作できるよう操作リングを有してもよい。この際ＰＬフィルター２０１を撮影者が手動で操作した場合、カメラ制御部３０３はＰＬフィルター角度検出器３０１を介してＰＬフィルターの角度を知ることが出来る。カメラ制御部３０３は撮影者が手動で決定したＰＬフィルターの角度の情報を画像に添付してもよい。

ＰＬフィルターは光の透過率が１００％ではない。撮影者がＰＬフィルターによる光の損失をさせたくない場合は、撮影者によってＰＬフィルター２０１を取り外しが出来る構造にしてもよい。また、ＰＬフィルター２０１は、レンズ２０３からメインミラー２０５の間、もしくはメインミラー２０６と撮像素子２０２の間に配置してもよい。

次に、図３のフロー図を参照して本実施の形態における偏光角決定の方法と本撮影について説明する。

図３の各ステップに応じて撮影動作を行う。

ステップＳ３０１では、シャッター釦３０４のＳＷ１の状態を監視する。シャッター釦３０４のＳＷ１がオンされたら、ステップＳ３０２へ、オフであれば、ステップＳ３０１で戻る。

ステップＳ３０２では、焦点検出センサー２１１を使って、焦点状態を検出し、デフォーカス情報を検出し、ステップＳ３０３へ進む。

ステップＳ３０３では、ステップＳ３０３で得られたデフォーカス情報をもとに、合焦位置にレンズ２０３を駆動し、ステップＳ３０４へ進む。ステップＳ３０４では、ＰＬフィルター２０１が装着されているか判定を行い、装着されている場合のみ、ステップＳ３０５へ進み、ＰＬフィルター２０１を使って、偏光角の検出を実行させる。未装着の場合は、偏光角の検出を実行しないで、本撮影を実行するステップＳ３０８へ進む。

ステップＳ３０５では、複数の偏光角を有する画像Ｐ（θ_ｎ）の取得を行う。

偏光は光の振動面の向きなので、偏光角は０°以上１８０°未満の範囲で振ればよい。０°以上１８０°未満の範囲でＮ個の均等に振った偏光角にＰＬフィルターを駆動し、撮像センサー２０２または測光センサー２０９で画像Ｐ（θ_ｎ）の取得を行う。たとえば０°から１７５°まで５°刻みに３６個の偏光角の画像を取得する。本実施例では、偏光角は、５°としたが、検出精度を悪化させない程度に粗くして、画像データを少なくしてもよい。

また、画像Ｐ（θ_ｎ）のサイズは本撮影の画像サイズと異なってもよい。

ステップＳ３０６ではＰ（θ_ｎ）を用いて最適な偏光角３３０を決定し、ステップＳ４０７に進む。この偏光角決定方法は図４および図５、図６を使って詳細に後述する。

ステップＳ３０７は、ＰＬフィルター２０１を決定された最適な偏光角３３０に駆動する。

次に、ステップＳ３０８で、測光を行い、本撮影の露出を決定する。

ステップＳ３０９ではシャッター釦３０４のＳＷ２がオンされるまで待機すし、オンされたら、ステップＳ３１０へ、オフであれば、Ｓ３０９でＳＷ２の監視を続ける。

ステップＳ３１０で、絞りを駆動すし、ステップＳ３１１―で、シャッターを駆動する。

ステップＳ３１２で、撮像素子２０２を駆動し、本撮影を行い被写体を撮像する。

ステップＳ３１３で、撮像素子２０２で撮影されたデータを、画像処理部３０５で現像処理や画像処理を行い、圧縮と符号化を行い、ステップＳ３１４で、画像データを記録媒体３０６に記録する。

以上で、複数偏光角を有する画像から、高輝度反射光や画像の雰囲気を損なう反射光を除去した撮影画像を得ることができる。

図４は単位面積当たりの輝度差によって反射光を判定する模式図である。

Ｘ軸は、ＰＬフィルター２０１により設定された偏光角度であり、Ｙ軸は、輝度差を表しており、最低輝度と最高輝度の差を表している。

図４の４０１は、たとえば、図１（Ｂ）の太陽が入射している反射面１０２からの反射光の輝度差を表している。また、４０２は、図１（Ｂ）の１０３の反射面の輝度差を表しており、太陽が入射していない分、反射面１０３よりも輝度差は少ない。４０３は、図１（Ｂ）のたとえば、太陽から離れた、青空１０４からの光を示している、光は拡散され、偏光角を振っても輝度差は少ない。したがって、輝度差に複数のしきい値を設定することで、複数の反射面が、太陽のような高輝度なものの反射なのか、太陽ほど高輝度ではないが、正反射面であると判定することができる。本実施例では、しきい値１以下の輝度差を、拡散面、しきい値１以上、しきい値２未満の輝度差をそれほど高輝度ではないが、正反射面、しきい値２以上の輝度差を、太陽などの高輝度なものからの反射面であるとして説明する。

次に、図５を参照して図３のステップＳ３０６の偏光角演算のアルゴリズムについて説明する。図６は、被写体像が偏光角演算によって領域が抽出される例を模式的に示す。

図６（ａ）は被写体像で、図１（ｂ）と同一である。１０１はビル、１０２は日に当たるガラス面、１０３は日の当らないガラス面であり、また領域１０２より面積が広い。１０４は偏光角によって輝度が変化しない背景である。画像の中から除去したい反射光は、反射光の強さによって変化する。ガラス面１０２による反射光が太陽などを反射し、非常に強いときは、ガラス面１０２による反射光を取り除くと好ましい画像になる。またガラス面１０２による反射光が太陽などの高輝度の反射がなく弱ければ、ガラス面１０２より広いガラス面１０３による反射光を取り除くと好ましい画像になる。好ましい画像を得るために以下の様なアルゴリズムに基づき偏光角演算を実施する。

ステップＳ３０６において偏光角の演算を開始する。

ステップＳ５０１で、画像Ｐ（θｎ）から偏光角θｎによって輝度が変化する領域を抽出するため以下の演算を行う。画像Ｐ（θ_ｎ）の１枚目の画像とｎ枚目の画像Ｐ（θ_ｎ）の差分の画像５０１を演算する。画像５０１は
｛ａｂｓ（Ｐ（θ_ｎ）−Ｐ（θ_ｎ＝０））｝
の式で表され、ａｂｓ（）は（）内の絶対値を示す。ｎは１から（Ｎ−１）まで（Ｎ−１）通りで、画像５０１は（Ｎ−１）個作られる。

図６（ｂ）はＰＬフィルターを用いて撮影した画像で、ガラス面１０２の領域は例えば偏光角１５°において、偏光角によって輝度最低となり、図６（ｃ）は例えば偏光角６０°の画像でガラス面１０３の領域が輝度最低となる。図６（ｂ）、図６（ｃ）において、背景１０４は偏光角によって輝度が変化しない。

差分の画像５０１においてガラス面１０２の領域とガラス面１０３の領域は、偏光角による輝度差が演算され、偏光角による輝度が変化しない背景１０４は偏光角による輝度差がほとんどない。全ての偏光角を演算の対象にするため、差分の画像５０１の和となる画像Ｐ_{Ｓｕｍ＿ｄｉｆｆ}を演算する。

ステップＳ５０２で、画像Ｐ_{Ｓｕｍ＿ｄｉｆｆ}において偏光角によって輝度が変化しない領域は値がゼロとなるはずだが、Ｐ_{Ｓｕｍ＿ｄｉｆｆ}がしきい値１以上となる領域５０１を全領域から抽出する。この領域５０１を領域Ａと表記する。図６（ｄ）は反射面を持つ領域が抽出された様子を示す。５０１は偏光角θｎによって輝度が変化する領域である。

ステップＳ５０３で、領域Ａが無ければステップＳ５０４に、あればステップＳ５０５にすすむ。

ステップＳ５０４で、偏光角による輝度変化が生じる領域が無いので、偏光角は任意でも得られる画像に差が生じない。求める偏光角は０°として演算を終了する。

次に、ステップＳ５０５で、反射による偏光角を特定する為、領域を分割する。もし領域が大きければ、複数の反射面からの光が含まれることを考えなければならないが、もし領域が十分小さければ複数の反射面からの反射光を含まず、単一反射面からの光と考えることが出来る。領域Ａを等しい面積の小領域にＭ個に分割する。ｍ枚目の小領域をＡ_Ｓ（ｍ）と表記する。ｍは０から（Ｍ−１）まで変化する添え字である。面積をＳ_ＡＳと表記する。

ステップＳ５０６では、小領域Ａ_Ｓ（ｍ）で最低輝度を示す偏光角θＢｍｉｎ（ｍ）、および最高輝度と最低輝度の輝度差Ｂｍａｘ（ｍ）−Ｂｍｉｎ（ｍ）を小領域ごとにそれぞれ求める。図６（ｅ）に、ある小領域Ａ_Ｓ（ｍ）の輝度と偏光角の関係を示した。同図において、５０４は、輝度、５０７は、最低輝度になる偏光角θＢｍｉｎ（ｍ）、５０９は、輝度差Ｂｍａｘ（ｍ）−Ｂｍｉｎ（ｍ）を示している。図６（ｅ）は、各小領域Ａ_Ｓ（ｍ）でそれぞれ算出された偏光角θＢｍｉｎ（ｍ）を示している。

ステップＳ５０７で、輝度差Ｂｍａｘ（ｍ）−Ｂｍｉｎ（ｍ）のうち最大値を最大輝度差Ｂｍａｘ＿ａｌｌと表記する。

ステップＳ５０８で、偏光角θＢｍｉｎ（ｍ）の度数をカウントする。図６（ｆ）で、偏光角の度数は、１５°が、２２カウント。６０°が、３４カウントとカウントされる。図６（ｇ）は、カウントされた度数の度数分布を示している。

ステップＳ５０９で、偏光角による輝度の差によって最適な偏光角を決定できるようにしきい値２を設け、輝度差によってアルゴリズムを変える。最大輝度差Ｂｍａｘ＿ａｌｌがしきい値２を越えた場合はステップＳ５１１へ、越えない場合はステップＳ５１０へ進む。

ステップＳ５１０で、最大輝度差Ｂｍａｘ＿ａｌｌがしきい値２を越えない場合は、偏光角の度数カウントによりカウントされた最大度数の角度が、最適角度として決定される。図６（ｈ）に示すように、ビル１０１の２つの反射面のうち、反射面１０３の反射光が、除去されるように、偏光角が決定された。最大輝度差Ｂｍａｘ＿ａｌｌが、しきい値２を超えた場合は、たとえば、ビル１０１の反射面１０２に太陽光などが反射した場合を想定すると、ステップＳ５１１で、小領域ごとにθＢｍｉｎ（ｍ）と輝度差Ｂｍａｘ（ｍ）−Ｂｍｉｎ（ｍ）の積を領域ごとに算出し、同一偏光角領域の算出結果を加算し、偏光角ごとの算出結果を比較して、最も大きな算出結果をしめす偏光角を最適偏光角として決定する。この場合は、太陽光が反射している反射面１０２の輝度差が大きいので、加算結果を比較した結果、反射面１０２の反射光を除去できる偏光角１５°が最適と決定できる。

以上説明したように、画像の領域毎に偏光角を決定し、領域の輝度差と面積を使って適切な偏光角を決定することで、複数の偏光角を有する画像から、最も高輝度な反射光、あるいは、画像の質感を損なう反射光を効果的に低減できる偏光角を決定し、被写体の反射光を効果的に低減した撮像画像を得ることができる。

青く見える空は太陽光がレーリー散乱によって偏光して青く見えることが知られている。ＰＬフィルターを用いて他の散乱光を除いてレーリー散乱の偏光角のみ撮ると空をより青く撮ることが出来る。この偏光角はカメラと太陽の位置によって決まる。ＰＬフィルターを通して青空を撮る際、広角レンズを用いると画面領域によって太陽との位置が異なるため、青空がムラになり良好な画像が得られにくい問題がある。また青空の偏光角はカメラと太陽の位置によって決まり位置によって連続的に変化し、面による反射光と異なり偏光角は一定とはならない性質がある。

このため実施例１においては、反射面からの反射光のある領域Ａをしきい値１以上の輝度差を生じさせる領域Ａを抽出したが、たとえば３５ｍｍフィルム換算で２０ｍｍ以下の広角レンズを装着した時にはしきい値１による領域抽出を行わず、全領域を偏光角算出の対象とする。

図７に青空をＰＬフィルターを用いて広角レンズにて撮影した画像の例を示す。図７（ａ）には７０１はビルのガラス面、７０２は青空の輝度むらを示す。７０３は太陽が在る方向である。輝度むら７０２は図では数階調で書かれているがこれは図の制約によるもので、実際は連続的に変化する。

青空の輝度むらを抑制する為、画面領域を領域に分割し、領域毎に輝度が最低となる偏光角θＢｍｉｎ（ｍ）を算出する。図７（ｂ）は領域毎に偏光角を決定した例である。

ここで、青空の輝度むらを抑制するために、領域ごとに算出された偏光角θＢｍｉｎ（ｍ）の画像を合成することで、青空の輝度むらを抑制することができる。

しかしながら、青空の偏光角の変化は、連続的でなだらかであり、領域分割の大きさによっては、ブロック状の輝度むらとなって、認識される場合が考えられる。図８を使って、前記のブロック状の輝度むらを抑制する方法を説明する。

図８は隣接した領域の輝度差に応じて分割する模式図で、７１１、７１２、７１３は隣接する領域である。また領域７１１と領域７１２は青空である。領域７１３はビルのガラス面である。領域７１１と領域７１２の輝度差が、しきい値３以上しきい値４以下である場合、隣接ブロック間に所定以上の段差があるので、青空部分の輝度むらが、ブロック状に見えてしまう可能性がある。そこで、領域７１１と領域７１２を最初の領域よりも小さく分割し、再分割された領域で偏光角θＢｍｉｎ（ｍ）を再算出する。また、領域７１２と領域７１３の輝度差はしきい値４以上であるので、急激に大きな輝度変化があるため、領域７１３は、連続した青空の偏光角変化を示したものではないと判断し、領域７１３の再分割は行わない。図８の実線で締めされた８０１は、第１回目の分割し求めた領域の輝度、点線８０２は第二回目の分割し求めた領域の輝度である。図８から明らかなように、青空部分の領域７１１および７１２の段差が小さくなり、ブロック状の輝度むらが、抑制されていることがわかる。

以上説明したように、広角レンズを使った青空撮影では、画面を細かな領域に分割し、各領域で最適な偏光角を算出し、その画像を合成することにより、青空の輝度むらを抑制した、画像を得ることが可能になる。

実施例３では、空間光変調器を使って、一度の撮影で異なる偏光角を持つ画像をことが可能である。図９を使って、空間光変調器使った複数偏光角取得方法を説明する。

図９において、９０３は空間光変調器における画素である。９０２は画素９０３が複数で１組を構成する。例えば画素９０３が例えば縦６個横６個に配置して合計３６個で１組を構成する。３６個の画素９０３はそれぞれ異なる偏光角に制御することで、３６通りの偏光角を一度に取得可能である。例えば５°刻みであれば０〜１７５°の範囲の偏光角を同時に測定できる。実施例１ではステップＳ３０２はＮ回画像取得を繰り返すが、これを１回で行うことが出来る。図９の９０４は撮像素子の画素、９０５は撮像素子の画素９０４が色を分離する為に３色のカラーフィルターで４画素１組を構成するベイヤー配列の例である。

空間光変調器の画素９０３は、色分解を行う為撮像素子の画素９０４のベイヤー配列を１組以上を含む。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

２００カメラ装置、２０１ＰＬフィルター、２０２撮像センサー、
２１２レンズ装置、３０３カメラ制御部

Claims

複数の偏光角を有する画像を取得する画像取得手段と、
前記複数偏光角画像から輝度が変化する第一の領域を抽出する領域抽出手段と、
前記の第一の領域を第二の領域に分割する領域分割手段と、
前記第二の領域毎に輝度が最低となる偏光角を求める偏光角算出手段を有することを特徴とする撮影装置。
前記第二の領域毎に、偏光角によって変化する輝度の中で最大輝度と最小輝度の差分を求める輝度差算出手段と、
偏光角算出手段と輝度差算出手段を用いて最適な偏光角を求める偏光角決定手段を有することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
偏光角算出手段と輝度差算出手段を用いて最適な偏光角を求める偏光角決定手段は、偏光角算出手段により算出された偏光角領域の面積を算出する面積算出手段を有し、前記面積と輝度差の積が最大となる偏光角を決定することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
前記輝度差算出手段で算出された輝度差の最大輝度差を算出する最大輝度差算出手段と、前記最大輝度差を所定の閾値と比較する最大輝度差比較手段と、前記比較手段による比較の結果閾値よりも低いと判断された場合は、面積算出手段により、もっとも大きな面積の偏光角を最適な偏光角と決定することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
撮影画像を所定領域に分割する領域分割手段と、
分割された領域ごとに、輝度が最少となる偏光角を算出する偏光角算出手段と、
領域ごとに算出された偏光角画像を合成する偏光角画像合成手段を有することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
撮影レンズの焦点距離情報を取得する焦点距離情報取得手段と、
撮影レンズの焦点距離が所定よりも長いか短いかを判別する焦点距離判別手段と、
焦点距離判別手段により、焦点距離が所定よりも短いと判別された場合は、請求項５に記載の偏光角画像合成手段を実施することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
分割された隣接領域の輝度差分を算出する輝度差分算出手段の有し、前記輝度差分が第一の所定値よりも大きく、第二の所定値よりも小さな場合は、領域をさらに分割し、前記偏光角算出手段により、偏光角を再度算出することを特徴とする請求項６に記載の撮影装置。
複数の異なる偏光角の画像を取得する際に、空間光変調器を用いて複数の異なる偏光角の画像を同時に取得することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。